مطمئناً انجام آزمایش، نقش بسیار مهم و تاثیرگذاری در آموزش فیزیک دارد و به درک عمیق‌تر مفاهیم و ایجاد علاقه در دانش‌آموزان کمک می‌کند. در اینجا به برخی از این تاثیرات بصورت خلاصه اشاره می‌کنیم :
* درک عمیق‌تر مفاهیم نظری: آزمایش‌ها، مفاهیم انتزاعی فیزیک را ملموس و قابل مشاهده می‌سازند. دانش‌آموزان با دیدن و تجربه کردن پدیده‌ها، ارتباط بین تئوری و واقعیت را بهتر درک می‌کنند.
* تقویت مهارت‌های عملی و تجربی: انجام آزمایش‌ها به دانش‌آموزان مهارت‌های مهمی مانند طراحی آزمایش، جمع‌آوری داده‌ها، تجزیه و تحلیل نتایج و گزارش‌نویسی را می‌آموزد. این مهارت‌ها نه تنها در فیزیک بلکه در سایر علوم و زندگی روزمره نیز کاربرد دارند.
 * افزایش انگیزه و علاقه به یادگیری: آزمایش‌های جذاب و تعاملی می‌توانند حس کنجکاوی دانش‌آموزان را برانگیخته و یادگیری فیزیک را لذت‌بخش‌تر کنند. وقتی دانش‌آموزان خودشان در فرآیند کشف و یادگیری نقش داشته باشند، انگیزه بیشتری برای ادامه تحصیل پیدا می‌کنند و به قول یک         
ضرب المثل چینی که می گوید "به من بگو، فراموش می‌کنم. به من نشان بده، به خاطر می‌آورم. درگیرم کن، می‌فهمم." به درک عمیق تری می رسند.
* توسعه تفکر انتقادی و حل مسئله: در طول انجام آزمایش‌ها، دانش‌آموزان با چالش‌ها و مشکلات مختلفی روبرو می‌شوند که آن‌ها را به تفکر انتقادی، یافتن راه حل‌های خلاقانه و ارزیابی نتایج وا می‌دارد.
 * بهبود حافظه و یادگیری بلندمدت: یادگیری از طریق تجربه و عمل، ماندگاری بیشتری در ذهن دارد. دانش‌آموزانی که مفاهیم فیزیک را از طریق آزمایش‌ها یاد می‌گیرند، احتمال بیشتری دارد که آن‌ها را برای مدت طولانی‌تری به خاطر بسپارند.
 * ایجاد درک شهودی از مفاهیم: برخی از مفاهیم فیزیک بسیار انتزاعی هستند و درک آن‌ها بدون تجربه عملی دشوار است. آزمایش‌ها می‌توانند به دانش‌آموزان کمک کنند تا یک درک شهودی و حسی از این مفاهیم پیدا کنند.
بنابراین بطور قطع انجام آزمایش در کنار آموزش های سنتی و تئوری و ترکیب آنها با آزمایشگاه مجازی، دانش آموزان را در درک مفاهیم از جمله بحث شارژ و دشارژ خازن کمک شایانی خواهد کرد..
خازن و نحوه شارژ و ئشارژ آن
خازن یکی از اجزای اساسی مدارهای الکتریکی است که قادر به ذخیره انرژی الکتریکی در میدان الکتریکی خود می باشد. فرآیندهای شارژ و دشارژ خازن از مفاهیم کلیدی در الکترونیک هستند. درک چگونگی عملکرد خازن در این دو حالت برای طراحی و تحلیل مدارهای الکتریکی ضروری است و روش های مختلفی برای آموزش و نمایش این مفاهیم وجود دارد.
 در بحث الکتریسیته و مدارها که در پایه یازدهم تجربی و ریاضی آمده، موضوع شارژ و دشارژ خازن ها بطور خلاصه بیان شده و در کنار آن در کتاب آزمایشگاه علوم تجربی (2) نیز آزمایشی مبنی بر شارژ و دشارژ خازن آورده شده است.
 به هنگام تدریس این مبحث پس از بیان مفاهیم شارژ و دشارژ و بیان آزمایش کتاب درسی، به انجام آزمایش عملی طبق کتاب آزمایشگاه یازدهم پرداخته و پس از آن از دانش آموزان پرسیده می شود، آیا می دانید با وصل یک پنکه کوچک سه پره ای       می توانید غیر از موضوع شارژ و دشارژ خازن و تاخیر زمانی به موضوع دیگری نیز پی ببرید؟ دانش آموزان مشتاقانه منتظر      می شوند که مشاهده کنند چگونه با اتصال یک پنکه ساده نکته جدیدی در مورد خازن ها به هنگام شارژ و دشارژ متوجه        می شوند. در این مقاله، شرح این آزمایش خلاقانه با استفاده از یک پنکه کوچک ارائه می شود که به صورت بصری جهت جریان و تغییرات آن در هنگام شارژ و دشارژ خازن را نشان     می دهد. استفاده از یک المان مکانیکی مانند پنکه، درک انتزاعی مفاهیم الکتریکی را برای دانش آموزان ملموس تر می سازد و در کنار این آزمایش عملی، شبیه سازی آن به کمک phet ، دانش آموزان را به طور شهودی با علت تغییر جریان و تغییر حرکت پره ها در دو فرآیند شارژ و دشارژ خازن آگاه می سازد.
در ادامه شرح این آزمایش خلاقانه، بیان می شود.
 3. شرح آزمایش شارژ خازن
برای انجام آزمایش شارژ خازن، مدار زیر طراحی می شود:
 * یک منبع تغذیه DC با ولتاژ مناسب (به عنوان مثال یک باتری 9 ولتی کتابی)
یک خازن الکترولیتی با ظرفیت مناسب (به عنوان مثال 1000 میکروفاراد)
 * یک مقاومت با مقدار مناسب (به عنوان مثال 100 اهم ، برای تاخیر در شارژ و دشارژ خازن)
 * یک کلید قطع و وصل ساده(  الزامی نیست )
 * یک پنکه DC کوچک سه پره ای که با ولتاژ منبع تغذیه سازگار باشد
 * سیم های اتصال
* ولت سنج
مداری به صورت سری مطابق شکل های 1 یا 2 بسته می شود:
 
مدار شارژ خازن با حضور مقاومت 
 2 
مدار شارژ خازن بدون حضور مقاومت 
روش انجام آزمایش شارژ:
 * در ابتدا، کلید در وضعیت قطع قرار دارد و هیچ جریانی در مدار برقرار نیست.
 * کلید را به وضعیت وصل تغییر می دهیم. در این لحظه، جریان از منبع تغذیه به مدار وارد شده و شروع به شارژ خازن می کند. در صورت در اختیار نداشتن کلید قطع و وصل مانند تصاویر مدارها در شکل های 1 و2، کافی است انتهای دو سیم آخر را بهم متصل کنیم.
 * مشاهده می کنیم که پنکه شروع به چرخش می کند و همزمان با آن عدد ولت سنج ابتدا به سرعت و سپس با گذشت زمان ازعدد صفر به عدد 9 ولت می رسد. در این حالت به دقت، جهت چرخش پره های پنکه را مشاهده می کنیم. در ابتدای شارژ، جریان بیشترین مقدار را دارد و به تدریج با پر شدن خازن، جریان کاهش می یابد و سرعت چرخش پنکه نیز کم                می شود تا در نهایت متوقف شود (یا به سرعت بسیار کمی برسد). در این وضعیت ولتاژی که ولت سنج نشان می دهد از عدد صفر به 9 رسیده است.
4. شرح آزمایش دشارژ خازن
برای انجام آزمایش دشارژ خازن، از همان مدار قبلی استفاده    می شود، با این تفاوت که منبع تغذیه ( باتری 9 ولتی ) از مدار جدا شده و کلید در وضعیت وصل باقی می ماند (یا اگر کلید وجود نداشت، سیم های مربوط به منبع تغذیه اتصال کوتاه                 می شوند تا خازن از طریق مقاومت و پنکه تخلیه شود). مدار در این حالت به صورت خواهد بود:
روش انجام آزمایش دشارژ:
 * پس از اینکه خازن در آزمایش قبلی به طور کامل شارژ شد و پنکه متوقف گردید، منبع تغذیه را از مدار جدا می کنیم.
 * مشاهده می کنیم که پنکه مجدداً شروع به چرخش می کند. جهت چرخش پره های پنکه را در این حالت با جهت چرخش در هنگام شارژ مقایسه می کنیم.
 * توجه داشته باشید که در این مرحله، خازن به عنوان منبع تغذیه عمل می کند و انرژی ذخیره شده در آن از طریق مقاومت و پنکه تخلیه می شود. با تخلیه شدن خازن، جریان کاهش می یابد و سرعت چرخش پنکه نیز کم می شود تا در نهایت متوقف شود. 
در تمامی مراحل انجام این دو فرآیند از دانش آموزان می خواهیم با دقت به طور همزمان به جهت چرخش پنکه ، سرعت چرخش آن و عقربه ولت سنج نگاه کنند و تغییرات انجام شده در این دو فرایند را در برگه های موجود در گروه های خود ثبت نمایند. پس از اتمام این دو فرایند علت تغییرات را از گروه های      دانش آموزی جویا می شویم. سپس برای تکمیل پاسخ های داده شده و درستی و نادرستی پاسخ گروه ها، از نرم افزار  phet استفاده می کنیم. در این شبیه ساز از قسمت  circuir    construction kit ( ac + dc )،           مدارهای شارژ و دشارژ خازن را مطابق شکل های4 و 5 تشکیل داده تا دانش آموزان نحوه حرکت بارها در مدار را بصورت مجازی در این نرم افزار مشاهده کنند.
 4
شکل 4 : مدارشبیه سازی شده شارژ خازن 
در آزمایش شارژ خازن، مشاهده می شود که با وصل شدن کلید، پره های پنکه در یک جهت مشخص شروع به چرخش می کنند و به تدریج سرعت آن کاهش می یابد تا متوقف شود. این نشان دهنده جاری شدن جریان از منبع تغذیه به مدار و ذخیره انرژی در خازن است.  جهت جریان در شبیه ساز از طریق حرکت گلوله های آبی رنگ در سیم ها به نمایش در می آید.
در آزمایش دشارژ خازن، پس از جدا کردن منبع تغذیه، پره های پنکه مجدداً شروع به چرخش می کنند، اما جهت چرخش       پره های پنکه در این حالت، در خلاف جهت چرخش آن در هنگام شارژ است. این پدیده نشان می دهد که در هنگام دشارژ، خازن، به عنوان منبع جریان عمل می کند و جریانی در جهت مخالف جریان شارژ در مدار برقرار می شود. با تخلیه شدن خازن، سرعت چرخش پره های پنکه نیز کاهش یافته و در نهایت متوقف می شود.
در طول شارژ یک خازن، جریان   I (t) مثبت است و نشان می‌دهد که بار مثبت در حال انباشته شدن روی صفحه‌ای است که جریان وارد آن می‌شود. در طول دشارژ، جریان  I (t)  منفی است و این امر نشان می‌دهد که بار مثبت در حال خروج از صفحه‌ای است که جریان قبلاً وارد آن شده بود ]1 [. این جمله به وضوح نشان می‌دهد که علامت جریان در طول شارژ و دشارژ مخالف است و جهت حرکت بار را مشخص می‌کند.]3[ 
تحلیل تجربی نشان می‌دهد که جریان شارژ از یک مقدار ماکزیمم شروع شده و به صورت نمایی به صفر میل می‌کند، در حالی که جریان دشارژ از یک مقدار ماکزیمم با علامت مخالف شروع شده و به صورت نمایی به صفر می‌رسد. این تغییر علامت نشان‌دهنده تغییر نقش خازن از یک بار به یک منبع در مدار است. 
در فرآیند شارژ منبع، ولتاژ نیروی محرکه الکتریکی را فراهم می‌کند که باعث حرکت الکترون‌ها از قطب منفی منبع به یکی از صفحات خازن می‌شود. در نتیجه، یک جریان در مدار برقرار می‌شود که جهت آن به طور قراردادی از قطب مثبت منبع به سمت قطب منفی آن است. در این حالت، خازن انرژی را جذب و در میدان الکتریکی خود ذخیره می‌کند. در فرآیند دشارژ، منبع ولتاژ از مدار خارج می‌شود و خازن که اکنون دارای انرژی ذخیره شده است، به عنوان منبع ولتاژ عمل می‌کند. الکترون‌های اضافی جمع شده روی یک صفحه خازن، از طریق مدار خارجی (مثلاً یک مقاومت) به سمت صفحه دیگر جریان می‌یابند تا تعادل بار برقرار شود. جهت این جریان در مدار خارجی دقیقاً مخالف جهت جریان شارژ است. خازن در این حالت انرژی ذخیره شده خود را به مدار منتقل می‌کند]2[.
"جهت جریان خازن به صورت قراردادی به عنوان جهت جریان بار مثبت به صفحه‌ای تعریف می‌شود که پتانسیل آن در حال افزایش است. بنابراین، جریان شارژ مثبت است و جریان دشارژ منفی." این تعریف قراردادی نیز بر تغییر علامت و در نتیجه تغییر جهت جریان در فرآیندهای شارژ و دشارژ تأکید می‌کند.
پس از انجام عملی این دو آزمایش و سپس مشاهده شبیه سازی آنها به کمک نرم افزار phet ، دانش آموزان علاوه بر دانستن علت مشاهدات خود با توضیحات بیان شده در کلاس و به کمک شبیه ساز، به این امر واقف شدند که همیشه برای درک مفاهیم، نیازی به انجام آزمایشات پیشرفته و ابزارهای سخت نیست بلکه همانطور که در این آزمایش مشاهده کردند می توان به کمک یک پنکه ساده نیز، به درک و علت مفاهیم و پدیده های فیزیکی دست یافت.
. نتیجه گیری
نتایج این آزمایش به وضوح نشان می دهد که جهت جریان در مدار در هنگام شارژ و دشارژ خازن متفاوت است. در هنگام شارژ، جریان از قطب مثبت منبع تغذیه وارد قطب مثبت خازن شده و در هنگام دشارژ، خازن به عنوان منبع جریان عمل کرده و جریان از قطب مثبت خازن خارج می شود. این تغییر جهت جریان، باعث تغییر جهت نیروی وارد بر سیم پیچ موتور پنکه و در نتیجه تغییر جهت چرخش پره های آن می گردد. این آزمایش ساده و خلاقانه می تواند به عنوان یک روش موثر برای آموزش و درک مفهوم شارژ و دشارژ خازن و همچنین جهت جریان در مدارهای DC مورد استفاده دیبران محترم در تدریس کلاسی قرار گیرد. امید به اینکه همواره بتوانیم به عنوان یاریگران      دانش آموزان این مرزو بوم آنها را به سمت این جمله معروف انیشتین سوق دهیم که آموزش، پرورش ذهن برای تفکر است . در انتها برای بهبود و گسترش این آزمایش می توان پیشنهادات زیر را در نظر گرفت:
 * استفاده از خازن ها با ظرفیت های مختلف و بررسی تاثیر آن بر مدت زمان شارژ و دشارژ و سرعت چرخش پنکه.
 * استفاده از مقاومت های مختلف و بررسی تاثیر آن بر جریان و سرعت چرخش پنکه.
 * اندازه گیری ولتاژ خازن در طول زمان شارژ و دشارژ با استفاده از یک ولت سنج و رسم نمودار تغییرات ولتاژ.
 * استفاده از یک دیود LED به صورت سری با پنکه برای نشان دادن جهت جریان، LED در هنگام شارژ در یک جهت و در هنگام دشارژ در جهت مخالف روشن می شود.